JP2001001745A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストが安い直結式冷房システムを備え
たバス等の車両において、直結式冷房システムの利点を
損なうことなく、かつ最大安定傾斜角の減少等の不具合
を伴なうことなく、均等に調温された冷風による微弱冷
房を可能として、春、秋等微弱冷房が適した温度及び湿
度条件での居住性を向上する。 【解決手段】 クーラユニットのエバポレータと冷風送
風機との間の冷風通路に調温ダクトの一端を連通させる
と共に、同調温ダクトの他端をヒータユニットの温風送
風機の吐出通路に接続する。調温ダクト内に弁装置を設
け、微弱冷房が望ましいときに、上記弁装置を介しヒー
タユニットからの温風を冷風通路内に導き、同冷風通路
内で冷風と温風を均等に混合して調温冷風とし、クーラ
ダクトとから車室内に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両特に直結式冷
房装置を備えたバスに採用されて好適な空気調和装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、製造コスト上の利点から広く路線
バスに採用され、また前後輪間における車体側方下部に
十分大きな容積のトランクルームを設けることができる
という利点があるため、一部の観光バスにも所謂直結式
冷房装置が採用されている。直結式冷房装置又はシステ
ムを備えたバス（以下直結式冷房バスという）では、冷
房装置と暖房装置とが別個の独立したシステムを構成
し、かつ冷房装置の要部を形成するエバポレータ及び冷
風送風機を含むクーラユニットが車体の天井部分に配置
されている。いま、直結式冷房バスの概略構造を、便宜
的に本発明の好ましい実施形態を示した図１の斜視図を
採用して説明する。

【０００３】図１に総括的に符号１０で示されたバスの
前端付近の天井部分に、少くともエバポレータ及び冷風
送風機を含むクーラユニット１２が配置され、同クーラ
ユニット１２の前方に協働するコンデンサユニット１４
が配置されている。また、車室１６の天井部分の左右両
側部に沿い車両前後方方向に延在する一対のクーラダク
ト１８が設けられ、各クーラダクト１８には、車室１６
の中央通路上方部分に向って横方向に冷風を吹出す多数
の吹出口２０及び乗客の座席に向って下向きに冷風を吹
出す多数の吹出口２２とが設けられている。さらに、車
室１６のフロアの左右両側部に沿い車両前後方向に延在
する一対のヒータダクト２４が設けられ、各ヒータダク
ト２４には、座席に着座した乗客の足元部分に温風を吹
き出す多数の吹出口２６が設けられている。

【０００４】上記ヒータダクト２４の前後端付近に、エ
ンジン２８の冷却水を熱源として空気を加熱するヒータ
と、同ヒータにより加熱された温風を上記ヒータダクト
２４内に給送する温風送風機とを収蔵したヒータユニッ
ト３０が配設されている。各ヒータユニット３０には、
エンジン２８の冷却水系に連通する給水管３２及び戻り
管が接続されているが、図１では、図面の過度の混雑を
避けるため給水管３２の一部のみが示され、戻り管は省
略されている。また、エンジン２８によってベルト駆動
される冷媒コンプレッサ３４が設けられ、同コンプレッ
サ３４で圧縮された高温高圧の冷媒は、冷媒供給管３６
からコンデンサユニット１４内のコンデンサに送られ
冷却されて高温高圧の液相冷媒となる。液相冷媒は、図
示を省略されているレシーバから膨張弁を経てクーラユ
ニット１２内に収容されたエバポレータに供給され、こ
こで周囲の空気から熱を奪って気化し、戻り管３８から
再びコンプレッサ３４に戻る。エバポレータにより冷却
された空気は、上記クーラダクト１８の吹出口２０，２
２から車室１６内に供給され、車室内気の冷房が行なわ
れる。なお、図１において、符号４０で示した調温ダク
トは、後に詳細に説明するように、本発明の特徴的な構
成部材であり、従来の直結式冷房バスには設けられてい
ない。

【０００５】上記直結式冷房バスでは、夏季高温時に、
冷媒コンプレッサ３４、クーラユニット１２、コンデン
サユニット及びクーラダクト１８を含む冷房システムが
作動して車室１６の冷房が行なわれ、また冬季寒冷時に
は、ヒータユニット３０及びヒータダクト２４を含む暖
房システムが作動し、車室１６の暖房が行なわれる。さ
らに、春、秋等において車室１６内の温度が若干高く、
微弱な冷房が望ましい場合があるが、この場合、従来は
冷房システムと暖房システムとを同時に作動させて、車
室１６の天井部分のクーラダクト１８から冷風を吹出す
と共に、床付近のヒータダクト２４から暖風を吹出す手
法が採用されているが、乗員に冷風と温風とが同時に作
用するため決して快適とは謂えない不具合がある。ま
た、上記微弱冷房を行なう他の手法として、クーラユニ
ット１２内に、従来のヒータユニットと同様なヒータユ
ニット３０を配置して、クーラユニット１２内で冷風に
温風を加えて混合し調温したのち、クーラダクト１８か
ら車室１６内に吹出す構造が考慮されるが、この構造で
は、重いヒータユニット３０を天井部分のクーラユニッ
ト１２内に収容しなければならないので、最大安定傾斜
角度が小さくなり、傾斜地での停車や旋回走行時の走行
安定性に問題が生じる不具合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、基本的には
独立に作動する冷房システム及び暖房システムを備えた
直結式冷房バス等の車両において、最大安定傾斜角の減
少等の不具合を生じることなく、快適な微弱冷房を容易
に達成することができ、ひいては居住性の向上を達成す
ることができる車両用空気調和装置を提供することを、
主たる目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、空気を冷却するエバポレータと車室内に
配設され多数の吹出口を備えたクーラダクトに上記エバ
ポレータにより冷却された冷風を給送する冷風送風機と
を含むクーラユニットと、エンジンの冷却水を熱源とし
て空気を加熱するヒータと車室内に配設され多数の吹出
口を備えたヒータダクトに上記ヒータにより加熱された
温風を給送する温風送風機とを含むヒータユニットと、
一端が上記クーラユニットのエバポレータと冷風送風機
との間の冷風通路に連通し他端がヒータユニットの温風
送風機の吐出通路に連通した調温ダクトと、同調温ダク
ト内に配設され上記温風送風機の吐出通路と上記クーラ
ユニットの冷風通路との連通及び遮断を制御する弁装置
とを具備したことを特徴とする車両用空気調和装置を提
案するものである。

【０００８】本発明において、上記弁装置が、上記クー
ラユニットの冷風通路とヒータユニットの吐出通路とを
選択的に連通させる第１位置と、上記クーラユニットの
冷風通路と車室内気とを選択的に連通させる第２位置
と、上記クーラユニットの冷風通路を温風送風機の吐出
通路及び車室内気の何れにも連通させない第３位置の何
れかに制御される三方弁であることが好ましい。また、
本発明においては、上記温風送風機の吐出通路と調温ダ
クトとの接続部分に、上記吐出通路と調温ダクトとを連
通させると共に上記吐出通路とヒータダクトとの連通を
遮断する第１位置と、上記吐出通路とヒータダクトとを
連通させると共に上記吐出通路と調温ダクトとの連通を
遮断する第２位置の何れかに選択的に制御される切換弁
が設けられることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態
を、添付図面を参照して説明する。なお、従来の直結式
冷房バスの構成と実質的に同一又は対応する部材及び部
分には同一の符号を用い、重複説明は省略する。先ず、
図２は車体１０の天井部分における左右各側に車両前後
方方向中心線に対し略対称的に配置される前記クーラユ
ニット１２の概念的平面図（図では、便宜的に車両前方
に向い右側の部分のみが示されているが左側も同様であ
る。）図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図、図
３はクーラユニット１２及び暖房システムの概念的構成
図を示す。左右のクーラユニット１２は、車室１６の天
井部分の左右各側に配置されて夫々天井の一部を形成す
る底板４２と、図４に２点鎖線で示されているクーラを
具備しない車体１６の通常のルーフパネル４４より上方
に突出した頂板４６とで形成されたケーシング４８内に
収容されたエバポレータ５０と複数（図示の場合は４
個）の冷風送風機５２とを備えている。エバポレータ５
０はコンデンサユニット１４から供給された冷媒を流通
させる多数の銅管と、同銅管に密着連結された銅板又は
アルミニウム板からなる多数のフィンとを有するプレー
トフィン型の熱交換器であり、また冷風送風機５２は電
動機により回転されるファンを有するシロッコファン等
の回転型送風機である。各冷風送風機５２の吐出ダクト
５４は、夫々クーラダクト１８に開口している。

【００１０】エバポレータ５０は、車室１６内の空気
（以下内気という）を冷却することによって生成する凝
結水を受ける受皿５６上に装架され、受皿５６に隣接し
て底板４２に内気取入口５８が設けられると共に、上記
エバポレータ５０と冷風送風機５２との間に冷風通路６
０が形成されている。図１及び図４に良く示されている
ように、前記調温ダクト４０は、車体１０の乗降用ドア
開口のやや後方における車体側壁に沿い立上って配置さ
れ、その一端上端部分は車体の天井付近で上記左右の底
板４２に沿って車幅方向に延び、左右夫々複数（図示の
場合、一例として各側２個）の分岐ダクト４０′を形成
している。各分岐ダクト４０′は左右のクーラユニット
１２内に形成された上記冷風通路６０に開口６２を介し
夫々連通している。一方、上記ヒータユニット３０は、
電動機によって回転されるファンを有するシロッコファ
ン等回転型の温風送風機６４と、同送風機の吐の吐出通
路６６内に介装されたヒータ６８とを備えている。図３
に示されているように、調温ダクト４０が配置された側
のヒータダクト２４の車両前方側に設けられたヒータユ
ニットの吐出通路６６に調温ダクト４０の他端が接続さ
れている。

【００１１】また、調温ダクト４０における分岐ダクト
４０′の分岐点とヒータユニット３０の吐出通路６６と
の接続部との間の適所に三方弁７０が配設され、さら
に、調温ダクト４０とヒータユニット３０の吐出通路６
６との接続部分に、二方弁又は切換弁７２が設けられて
いる。上記三方弁７０は、図示の場合、Ｔ字通路を備え
た回転弁として示されているが、三つの通路切換えが可
能なスプール弁、ポペット弁等任意構造の弁装置を採用
することができ、弁アクチュエータ７４によって通路切
換えが行なわれる。また、切換弁７２は、図示の場合、
バターフライ弁として示されているが、スライド弁等任
意の弁装置を用いることができ、弁アクチュエータ７６
によって通路切換えが行なわれる。上記弁アクチュエー
タ７４及び７６は、夫々コントロールユニット７８によ
って制御され、同コントロールユニットは、車室１６内
の適所に設けられた内気温度センサ８０、外気温度セン
サ８２、日照センサ８４、その他冷房条件に関連する湿
度等を検知する任意数の補助的センサ８６の信号を受容
して上記弁アクチュエータ７４及び７６に夫々駆動出力
を供給する。なお、図４において、符号８８はクーラユ
ニット１２の頂板４６の上方に配置された車体１０のル
ーフパネルである。

【００１２】上記冷房装置の作動を図５ないし図７の概
略説明図について説明する。なお、図５ないし図７にお
いては、ヒータユニット３０の温風送風機６４が吸引型
送風機として示されヒータ６８の下流側に配置され、一
方図３では、温風送風機６４が押込み型送風機として示
されヒータ６８の上流側に配置されているが、実質的に
両者は同等であり、何れか一方を適宜選択することがで
きる。先ず、図５は夏季高温時等において、冷房のみが
行なわれている状態を示す。このとき、切換弁７２は、
コントロールユニット７８の駆動出力に基づき弁アクチ
ュエータ７６によって、調温ダクト４０とヒータユニッ
ト３０における温風送風機６４の吐出通路６６との連通
を遮断すると共に、同吐出通路６６をヒータダクト２４
に連通させる第２位置に駆動され、また三方弁７０はコ
ントロールユニット７８の駆動出力に基づき弁アクチュ
エータ７４によってクーラユニット１２の冷風通路６０
と温風送風機６４の吐出通路６６との連通を遮断する第
３位置に設定されている。従って、クーラユニット１２
に取入れられた内気Ａｉもしくは外気Ａｏ又は内気と外
気との混合空気Ａｉ＋Ａｏが、エバポレータ５０を通過
して冷風となってクーラダクト１８に供給され、多数の
吹出口２０及び２２から車室１６内に吹出され、通常の
冷房が行なわれる。勿論、このときヒータユニット３０
のヒータ６８にはエンジン２８からの冷却水が供給され
ず、ヒータユニット３０は休止している。

【００１３】次に、図６は春、秋等において微弱冷房が
行なわれている状態を示す。このとき、コントロールユ
ニット７８の指令により切換弁７２は温風送風機６４の
吐出通路６６とヒータダクト２４との連通を遮断しする
と共に、同吐出通路６６と調温ダクト４０とを連通させ
る第１位置に駆動され、また三方弁７０はクーラユニッ
ト１２の冷風通路６０とヒータユニット３０の温風送風
機６４の吐出通路６６とを選択的に連通させ、内気Ａｉ
を調温ダクト４０に流入させない第１位置に駆動されて
いる。一方、調温ダクト４０に隣接するヒータユニット
３０のヒータ６８にはエンジン２８の冷却水が供給され
ると共に温風送風機６４が駆動されているので、内気Ａ
ｉもしくは外気Ａｏ又はこれらの混合空気Ａｉ＋Ａｏ
が、ヒータ６８により加熱され温風となって調温ダクト
４０に流れ、三方弁７０を経て開口６２からクーラユニ
ット１２の冷風通路６０内に流入する。冷風通路６０が
ミキサー室として作用し、エバポレータ５０を通った冷
風と混合して実質的に均等な温度の調温された冷風とな
りクーラダクト１８の多数の吹出口２０，２２から車室
１６内に吹出されるので、乗客及び乗員にとって快適な
微弱冷房が行なわれる。勿論、このとき、調温ダクト４
０に隣接するヒータユニット３０以外のヒータユニット
は休止しており、座席の足元から不快な温風が吹出され
ることはない。

【００１４】さらに、図７は図５に示した通常冷房及び
図６に示した微弱冷房の中間程度の冷房、謂わば緩冷房
が行なわれている状態を示す、このとき、切換弁７２は
第２位置に駆動されると共に、すべてのヒータユニット
３０が休止している。一方、コントロールユニット７８
の指令により三方弁７０は、クーラユニット１２の冷風
通路６０と車室内気とを選択的に連通させる第２位置に
設定される。従って、車室内気Ａｉが三方弁７０から調
温ダクト４０の分岐ダクト４０′を通って冷風通路６０
に流入し、エバポレータ５０を通った冷風と混合して実
質的に均等な温度の調温冷風となり、クーラダクト１８
から車室内に供給され、通常冷房より冷風温度が若干高
い緩冷房が行なわれる。このとき、すべてのヒータユニ
ット３０は勿論休止しているので、座席の足元から不快
な温風が吹出されることはない。なお、寒冷時暖房が行
なわれる場合は、クーラユニット１２が休止され、ヒー
タユニット３０が夫々作動するので、ヒータダクト２４
の多数の吹出口２６から座席の足元に温風が吹出され、
暖房が行なわれる。このとき、切換弁７２は第２位置に
駆動されていて調温ダクト４０を閉止しているので、温
風がクーラユニット１２側に流れることはない。

【００１５】上記構成によれば、車体１０の天井部分
に、重いヒータユニット３０を搭載することなく、冷風
の調温を行なうことができるので、車両の最大安定傾斜
角度が小さくなることがなく、傾斜地停車時の安全及び
旋回走行時の走行安定性を損なう不具合がない。また、
製造コストが安い直結式冷房システムの利点を確保しな
がら、調温ダクト４０、三方弁７０、切換弁７２等の僅
かな部材を追加するだけで、通常冷房、微弱冷房、これ
らの中間の緩冷房からなる三種の冷房を任意に行なうこ
とができるので、車室の居住性を効果的に向上すること
ができる。なお、上記三方弁７０を切換弁７２と同種の
二方弁として、通常冷房と微弱冷房の二段階の冷房を行
ない得るようにすることもでき、この場合にもなお十分
な居住性の向上を達成することができる。

【００１６】

【発明の効果】叙上のように、本発明に係る車両用空気
調和装置は、空気を冷却するエバポレータと車室内に配
設され多数の吹出口を備えたクーラダクトに上記エバポ
レータにより冷却された冷風を給送する冷風送風機とを
含むクーラユニットと、エンジンの冷却水を熱源として
空気を加熱するヒータと車室内に配設され多数の吹出口
を備えたヒータダクトに上記ヒータにより加熱された温
風を給送する温風送風機とを含むヒータユニットと、一
端が上記クーラユニットのエバポレータと冷風送風機と
の間の冷風通路に連通し他端がヒータユニットの温風送
風機の吐出通路に連通した調温ダクトと、同調温ダクト
内に配設され上記温風送風機の吐出通路と上記クーラユ
ニットの冷風通路との連通及び遮断を制御する弁装置と
を具備したことを特徴とし、製造コストが安い直結式冷
房システムの利点を温存すると共に、最大安定傾斜角度
の低減等の不具合を伴なうことなく、少くとも通常冷房
及び微弱冷房の２段階の冷風調温をクーラダクトから車
室内に供給する以前に均等に行なうことができるので、
居住性を効果的に向上し得る利点がある。また、本発明
において、上記弁装置を、上記クーラユニットの冷風通
路とヒータユニットの吐出通路とを選択的に連通させる
第１位置と、上記クーラユニットの冷風通路と車室内気
とを選択的に連通させる第２位置と、上記クーラユニッ
トの冷風通路を温風送風機の吐出通路及び車室内気の何
れにも連通させない第３位置の何れかに制御される三方
弁とすること、及び上記温風送風機の吐出通路と調温ダ
クトとの接続部分に、上記吐出通路と調温ダクトとを連
通させると共に上記吐出通路とヒータダクトとの連通を
遮断する第１位置と、上記吐出通路とヒータダクトとを
連通させると共に上記吐出通路と調温ダクトとの連通を
遮断する第２位置の何れかに選択的に制御される切換弁
を設けたことによって、冷房時における冷風温度を、通
常冷房、微弱冷房及びこれらの中間の緩冷房の三段階に
調温することができるので、一層居住性を改善し得る利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施形態を示す車両全体の概
略斜視図である。

【図２】図１におけるクーラユニット１２の内部構造を
示した概略平面図である。

【図３】図１におけるクーラユニット１２及びヒータユ
ニット３０を含む冷房システム全体の概略構成図であ
る。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図である。

【図５】通常の冷房が行われている場合における冷房装
置の各構成部材の作動態様を示した概略説明図である。

【図６】微弱冷房が行なわれている場合における冷房装
置の各構成部材の作動態様を示した概略説明図である。

【図７】通常冷房と微弱冷房の中間程度の緩冷房が行な
われている場合における冷房装置の各構成部材の作動態
様を示した概略説明図である。

【符号の説明】

１０…車体、１２…クーラユニット、１４…コンデンサ
ユニット、１６…車室、１８…クーラダクト、２４…ヒ
ータダクト、２８…エンジン、３０…ヒータユニット、
３４…冷媒コンプレッサ、４０…調温ダクト、５０…エ
バポレータ、５２…冷風送風機、５４…吐出ダクト、５
８…内気取入口、６０…冷風通路、６４…温風送風機、
６６…吐出通路、６８…ヒータ、７０…三方弁、７２…
切換弁、７４及び７６…弁アクチュエータ、７８…コン
トロールユニット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気を冷却するエバポレータと車室内に
   配設され多数の吹出口を備えたクーラダクトに上記エバ
   ポレータにより冷却された冷風を給送する冷風送風機と
   を含むクーラユニットと、エンジンの冷却水を熱源とし
   て空気を加熱するヒータと車室内に配設され多数の吹出
   口を備えたヒータダクトに上記ヒータにより加熱された
   温風を給送する温風送風機とを含むヒータユニットと、
   一端が上記クーラユニットのエバポレータと冷風送風機
   との間の冷風通路に連通し他端がヒータユニットの温風
   送風機の吐出通路に連通した調温ダクトと、同調温ダク
   ト内に配設され上記温風送風機の吐出通路と上記クーラ
   ユニットの冷風通路との連通及び遮断を制御する弁装置
   とを具備したことを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】 上記弁装置が、上記クーラユニットの冷
   風通路とヒータユニットの吐出通路とを選択的に連通さ
   せる第１位置と、上記クーラユニットの冷風通路と車室
   内気とを選択的に連通させる第２位置と、上記クーラユ
   ニットの冷風通路を温風送風機の吐出通路及び車室内気
   の何れにも連通させない第３位置の何れかに制御される
   三方弁であることを特徴とする請求項１記載とする車両
   用空気調和装置。
3. 【請求項３】 上記温風送風機の吐出通路と調温ダクト
   との接続部分に、上記吐出通路と調温ダクトとを連通さ
   せると共に上記吐出通路とヒータダクトとの連通を遮断
   する第１位置と、上記吐出通路とヒータダクトとを連通
   させると共に上記吐出通路と調温ダクトとの連通を遮断
   する第２位置の何れかに選択的に制御される切換弁が設
   けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   車両用空気調和装置。